Question

【题目】氧化铁黄（化学式为FeOOH）是一种黄色颜料，工业上用废铁为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如下：

（1）氧化铁黄中铁元素的化合价为_____，废铁在反应前常用热的纯碱溶液清洗表面油污，其原理是______ (写离子方程式)。

（2）氧化过程生成氧化铁黄的化学方程式是_____________。

（3）上述流程中，检验“洗涤”是否完全的方法是________。

（4）氧化时应控制pH的合理范围是3.5-4.0，pH过小导致氧化铁黄产率较低的可能原因是____。

Answer 1

【答案】+3 CO32-+H2OHCO3-+OH- 4FeSO4+O2+8NaOH＝ FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O 取最后一次洗涤液，加入少量氯化钡溶液，后加入适量稀盐酸，如未观察到白色沉淀，即可证明洗干净 pH过低导致氧化铁黄部分溶于酸

【解析】

由流程可知，过量的废铁中加入浓硫酸，加热反应得到硫酸亚铁溶液，向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，并通入空气，发生氧化还原反应生成氧化铁黄，过滤、洗涤、干燥得到成品氧化铁黄。

（1）FeOOH中O元素为-2价，H元素为+1价，由化合价代数和为零可知Fe元素为+3价；废铁表面有防锈的油脂，碳酸钠在溶液中水解使溶液呈碱性，加热溶液碱性增强，油脂会在碳酸钠溶液中发生水解反应，达到清洗表面油污的目的，碳酸钠在溶液中水解的离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-，故答案为：+3；CO32-+H2OHCO3-+OH-；

（2）氧化过程为向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，并通入空气，发生氧化还原反应生成氧化铁黄，反应的化学方程式为4FeSO4+O2+8NaOH＝FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O，故答案为：4FeSO4+O2+8NaOH＝FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O；

（3）由氧化过程的化学方程式可知，氧化铁黄表面附有可溶的硫酸钠，检查洗涤是否完全的标准是洗涤液中不含有硫酸根离子，则检验洗涤是否完全的方法是，取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生沉淀，则表明已洗涤干净，否则未洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液，加入少量氯化钡溶液，后加入适量稀盐酸，如未观察到白色沉淀，即可证明洗干净；

（4）氧化时应控制pH的合理范围是保证产率最高，此时的pH范围为：3.5～4.0，若pH过小，氧化铁黄会溶解于酸导致产率降低，故答案为：pH过低导致氧化铁黄部分溶于酸。